Roboter I: Aus dem Labor in die Welt

Japans Unternehmen und Universitäten wollen Roboter aus den Käfigen in Fabriken und behüteten Umgebungen der Labors in die menschliche Gesellschaft bringen. Erst vorige Woche kündete der Autohersteller Toyota bei seiner Vorstellung von zwei neuen Robotern – einem Geige spielenden Humanoiden und einem zweirädrigen Roboterrollstuhl – an, zu Beginn der kommenden Jahrzehnts mit dem Verkauf von Partnerrobotern zu beginnen. Und der Toyota-Rivale Honda lässt seit dieser Woche seinen Zweibeiner Asimo in der Konzernzentrale Besucher begrüßen und führen.

Toyotas Vorstoß demonstriert, dass die Welt die Entwicklung humanoider Roboter als Partner des Menschen nicht länger belächeln sollte. Der Konzern meint es ernst: Bereits im kommenden Jahr sollen Feldversuche mit Toyota-Robotern in Krankenhäusern beginnen. Bis 2020 will das Unternehmen dann die Roboterproduktion in eines seiner Kerngeschäftsbereiche verwandeln. In vier Segmenten will Toyota dabei aktiv sein: Automaten als Helfer daheim, in der Alten- und Krankenpflege, in der Produktion und beim individuellen Transport über kurze Strecken, sprich dem Rollstuhlfahren. Zur Verwirklichung dieses Traums stockt das Unternehmen seine Investitionen schon heute kräftig auf. Konzernchef Katsuaki Watanabe kündete an, die Zahl der Roboterentwickler in den kommenden drei Jahren auf 200 zu verdoppeln und den Erschaffern künstlicher Humanoiden ein eigenes Gebäude auf einem Fabrikgelände zu spendieren.

Nicht nur Toyota wittert den möglichen Markt, auch Omron, eigentlich als Hersteller von Sensortechnologien, Waagen und Gesichtserkennungssystemen bekannt, möchte mitmischen und Komponenten verkaufen. "Für bestimmte Anwendungen mit klar umrissenen Aufgaben wie in der Altenpflege haben wir fast schon den Punkt der Vermarktung erreicht", sagt Yutaka Fujiwara, Chef von Omrons strategischer Planung. "Aber Roboter mit der Fähigkeit zum Urteilen brauchen vielleicht noch ein bis zwei Dekaden."

Toyotas neue Robotergeneration untermauert die Aussage. Der neue humanoide Geigenspieler lässt die Finger und den Bogen nicht aus lauter Verspieltheit seiner Schöpfer gekonnt über die Saiten tanzen und seinen Körper wie einen Virtuosen aus Fleisch und Blut im Takt des Marsches "Pomp and Circumstance" vom britischen Komponisten Sir Edward Elgar wiegen. Die Fingerübung ist nur teilweise ein Marketinggag. Vor allem soll sie demonstrieren, wie weit die Fähigkeit der Kunstwesen, ihre Umwelt zu manipulieren, schon fortgeschritten ist.

Übertragen auf Prototypen von Pflegerobotern bedeutet das laut Toyota, dass die jetzigen Roboter schon Flaschen oder Tassen greifen und ans Krankenbett bringen können, ohne sie fallen zu lassen oder zu zerdrücken. Der zweirädrige Rollstuhl wiederum findet selbst den Weg zu seinem Herrchen, wenn dieser ihn mit einem Knopfdruck auf die Fernbedienung zu sich ruft. Hat das Vehikel seine Traglast gefunden, senkt es zum leichteren Einsteigen oder Aufladen von Einkäufen die Sitzfläche ab. Fährt der Besitzer selbst, kann er den Rollstuhl mit einer Drive-by-wire-Technik steuern und auf bis zu sechs Stundenkilometer beschleunigen. Selbst Bordsteine und Schrägen meistert der Rollstuhl, ohne seine Fracht abzuwerfen. Wird der Rollstuhl nur als Lastesel benutzt, rollt er mit ein bis zwei Schritt Abstand vor seinem Besitzer dahin. Zur Ortung dient derzeit ein Infrarotsender, den der Besitzer bei sich führt.

Außerdem ließ Toyota noch die Touristenführerin "Robina" auftreten, die sich dank gespeicherter Karte und Laserabtastung der Umgebung nach Hindernissen selbständig die Wege auf einer Bühne sucht. Mit einem Verständnis von 60.000 Worten und allerlei vorgegebener Antworten erscheint sie auch in leichten Konversationen nicht auf den Mund gefallen. Auch hat sie zwei Arme zum Gestikulieren und zeigen und je drei Finger an jeder Hand zum Greifen. Robina ist beileibe keine pure Historikerin mehr. Während der Präsentation ließ sie sich einen Stift in die rechte und einen rechteckiges Stück Karton in die linke Hand geben und schrieb dann freihändig in exakt gesetzter Schreibschrift ihren Namen "Robina" nieder. Sauberer wäre dies kaum einem Menschen gelungen.

Der Drang der Industrie, Roboter als Partner des Menschen zu verwirklichen, wird von der japanischen Politik massiv unterstützt. So hat die Regierung in ihrem Wirtschaftsentwicklungsplan "Innovation 25" die Roboterindustrie zu einer von Japans Zukunftsindustrien erkoren, erklärt einer der führenden akademischen Roboterwissenschaftler des Landes, Masakatsu Fujie, Professor an der Fakultät für Wissenschaft und Ingenieurwesen der Waseda Universität. Einen besonderen Schwerpunkt bilden dabei Pflegeroboter für die alternde Gesellschaft, in der die Greisen mangels Nachwuchs solange wie möglich selbständig bleiben müssen. "In dieser Gesellschaft können Roboter helfen", meint Fujie, "sie dienen als eine Art intelligenter Krücke".

Die Regierung hat daher unter Fujies maßgeblichen Mitarbeit das Projekt "Die Entwicklung von Basistechnologien für praktische Anwendungen für Helferroboter" aufgelegt. Für die Projektlaufzeit von April 2005 bis März 2008 hat die Regierung 2,7 Milliarden Yen (16,4 Millionen Euro) investiert. Auf Grundlage der Ergebnisse sollen in den kommenden fünf Jahren zumindest marktreife Ideen entwickelt werden, verrät Fujie.

Dafür wurden für Japans junge Roboterindustrie neue Wege der Zusammenarbeit erschlossen. In dem Projekt haben erstmals nicht nur Roboterhersteller mitgewirkt, sondern auch potenzielle Kunden. Außerdem brüteten die Beteiligten an der Frage, wer die Pflegeroboter bezahlen soll, wie der Kundendienst und die Versicherungsbedingungen für den Fall aussehen könnten, dass ein Roboter einen Unfall verursacht. Fujie ist überzeugt, dass die Verwirklichung der Träume kurz bevorsteht.

Auf der Industrieseite schälen sich als treibende Kräfte immer mehr die Autohersteller heraus: Neben Toyota und Honda entwickelt auch Nissan an Robotertechnologien wie dem jüngst auf der Tokyo Motor Show in das Konzeptauto Pivo 2 eingebaute Kommunikationsroboter, der ermüdete Fahrer zur Kaffeepause auffordern kann. Der Grund: Kein anderer Industriezweig hat mehr Verwendungsmöglichkeiten für Roboter als die Autoindustrie. Sowohl in der Produktion als auch den Produkten werden in der Zukunft Robotertechniken eingeführt, die auch Partnerrobotern zum eigenständigen Leben verhelfen.

Denn die Entwicklung von Robotern schafft große Synergien für die Autohersteller. Erstens verwenden die Automobile bei ihren diversen Fahrassistenten wie Abstands- und Stabilitätskontrollen, Spurhaltesystemen und Bremshilfen Technologien und Sensoren, die Toyota beispielsweise nun für den Bau seiner Roboterpartner nutzen kann. Zweitens lassen die Autobauer in ihren Fabriken bereits tausende von schweren Industrierobotern eingesperrt in Käfigen stanzen, pressen und schweißen. Doch dank der neu entwickelten Steuer- und Sensortechnologien greift der Kollege Roboter bei Toyota inzwischen auch jenseits des Maschendrahts normalen Bandarbeitern unter die Arme. Roboter können gerade älteren Arbeitern bei schwierigen und kraftaufwändigen Aufgaben helfen und gefährliche oder dreckige Arbeiten übernehmen, wirbt Toyotas Technikvorstand Takeshi Uchiyamada.

Zusätzlich machen natürlich neue Einsparmöglichkeiten beim Personal die Idee für Toyota interessant. Denn der Konzern leidet wegen seiner rasanten Expansion der vergangenen Jahre an schwerem Fachkräftemangel und Qualitätsproblemen. So werden beim Einbau des schweren Front-Moduls mit Armaturenbrett und Beifahrerairbag oder dem Einbau von Windschutzscheiben durch Roboterunterstützung nicht mehr zwei hochqualifizierte Arbeitskräfte benötigt, sondern nur noch ein weniger qualifizierter Arbeiter.

Die Übertragung und Weiterentwicklung der in der Fabrik erprobten Techniken auf Helferroboter in der Krankenpflege, als Wegführer, künstliche Kräfte in der Rehabilitation oder im Personentransport kann aber nicht nur die Produktionsroboter verbessern. Gleichzeitig können viele der Technologien und Steuerungsalgorithmen auch in Autos selbst verwendet werden, sagt Uchiyamada.

Auch für deutsche Forscher ist Toyotas Projekt interessant, denn der Konzern sucht weltweit nach Technikpartnern. In Deutschland hat sich der Autobauer unter anderen die Dienste der Universität Freiburg gesichert – im Bereich "Simultaneous Localization and Mapping" (SLAM). In einem Teil der Präsentation ließ Toyota kurz das Beispiel eines Roboters aufblitzen, der während seiner selbständigen Fahrt in 20 Minuten autonom eine Messehalle kartografiert. Soya Takagi, Geschäftsführer von Toyotas Roboter-Abteilung, ist überzeugt, dass für eingeschränkte Tätigkeiten Automaten schon heute fast gut genug sind. In der Tat sind die Kunstwesen so nahe, dass die Roboterforscher und die Hersteller weltweit begonnen haben, ISO-Standards für die Technologie zu definieren. (bsc)